Organization
Graduate School of Engineering Applied Energy 1 Professor
Graduate School
Graduate School of Engineering
Undergraduate School
School of Engineering Energy Science and Engineering
Title
Professor
Contact information
FUJITA Takaaki
Degree 1
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工学博士 （ 1989.3 東京大学 ）
Research Areas 2
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Energy Engineering / Nuclear fusion
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Energy Engineering / Fundamental plasma
Current Research Project and SDGs 1
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磁場閉じ込めプラズマの研究
Research History 7
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名古屋大学 工学研究科 教授
2013.4
Country：Japan
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日本原子力研究開発機構 研究主席
2009.10 - 2013.3
Country：Japan
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日本原子力研究開発機構 研究主幹
2005.10 - 2009.6
Country：Japan
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日本原子力研究所 那珂研究所 主任研究員
2002.4 - 2005.9
Country：Japan
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日本原子力研究所 副主任研究員
1998.4 - 2002.3
Country：Japan
Education 2
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The University of Tokyo Graduate School, Division of Engineering
1984.4 - 1989.3
Country： Japan
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The University of Tokyo Faculty of Engineering
1980.4 - 1984.3
Country： Japan
Professional Memberships 3
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Atomic Energy Society of Japan
2023.4
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日本物理学会 領域２代表（2019年4月〜2020年3月）
1985
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プラズマ・核融合学会 理事（2021年6月~）
Committee Memberships 10
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幅広いアプローチサテライトトカマク計画事業委員会 議長・日本委員
2024.3
Committee type：Government
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プラズマ・核融合学会 理事（2021年6月〜2023年5月 核融合プラズマ領域領域長、2023年6月〜 第41回年会運営委員長）
2021.6
Committee type：Academic society
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Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP)国際組織委員会委員
2020.1
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幅広いアプローチ国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)事業委員会日本委員
2019.10 - 2023.3
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Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP)プログラム委員
2018.1 - 2019.12
Papers 43
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Stabilization of plasma vertical position of elongated tokamak using upper and lower triangular coils Reviewed
K. Yasuda, T. Fujita, A. Okamoto, H. Arimoto, S. Kimata, K. Kado, and K. Tsunoda
Physics of Plasmas Vol. 28 page： 082108 - 082108 2021.8
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High-Speed Analysis of Heating and Current Drive with Neutral Beam Injection in Tokamak Plasma Reviewed
Funabashi Ryoya, Fujita Takaaki, Okamoto Atsushi
PLASMA AND FUSION RESEARCH Vol. 15 page： 2401071 2020.10
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Dependence of Operation Density on the Density Profile Shape in DEMO Plasmas with Ar Injection for Divertor Heat Load Reduction Reviewed
Sakai Ryosuke, Fujita Takaaki, Okamoto Atsushi
PLASMA AND FUSION RESEARCH Vol. 15 page： 1303031 2020.5
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Derivation of bootstrap current fraction scaling formula for 0-D system code analysis Reviewed International journal
Sakai Ryosuke, Fujita Takaaki, Okamoto Atsushi
FUSION ENGINEERING AND DESIGN Vol. 149 page： 111322 2019.12
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Economy of Tokamak Neutron Source for Transmutation of Transuranics Reviewed International journal
Sakai Ryosuke, Fujita Takaaki, Okamoto Atsushi
PLASMA AND FUSION RESEARCH Vol. 14 page： 1405040 2019.2
Presentations 77
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中間流領域における中性粒子圧力分布計算手法の直線型プラズマ装置への適用
矢ヶ崎誇楠, 岡本敦, 藤田隆明, 杉本みなみ, 樋口舜也, 小池宗生, 馬洋一
日本原子力学会2022年春の年会 2022.3.17 日本原子力学会
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NUMBERにおける間歇的な浮遊電位低下の観測
岡本;敦，馬;洋一，樋口;舜也，小池;宗生，杉本;みなみ，矢ヶ崎;誇楠，藤田;隆明
日本物理学会第77回年次大会(2022年) 2022.3.15 日本物理学会
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直線型ECRプラズマ装置NUMBERにおけるプラズマの高密度化
矢ヶ崎誇楠, 岡本敦, 藤田隆明, 杉本みなみ, 樋口舜也, 小池宗生, 馬 洋一
プラズマ・核融合学会第38回年会 2021.11.23 プラズマ・核融合学会
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直線型磁化プラズマ装置 NUMBER を用いた非等方・非平衡速度分布における 原子分子過程の検証実験
岡本敦 ,杉本みなみ ,樋口舜也 ,矢ケ崎誇楠 ,小池宗生 ,馬洋一 ,有本英樹 ,藤田隆明 , 高橋宏幸
プラズマ・核融合学会第38回年会 2021.11.24
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トカマク型原型炉における 不純物入射を伴う完全非誘導電流駆動運転についての検討
藤田 隆明、小林 京平、竹本 壮汰、岡本 敦
プラズマ・核融合学会第38回年会 2021.11.22 プラズマ・核融合学会
Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 14
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低アスペクト比トカマク・ヘリカル混成配位の研究
2014.4 - 2017.3
核融合科学研究所 核融合科学研究所LHD計画共同研究
Grant type：Competitive
ヘリカル磁場閉じ込め配位にプラズマ電流を誘起して得られるトカマク・ヘリカル混成配位において、トカマクで問題となるプラズマディスラプションが抑制されることが観測されているが、従来の実験はアスペクト比が５より大きい高アスペクト比のプラズマであった。本研究では、トーラス外側及び上下部分に設置された単純な形状のヘリカルコイルを有するTOKASTAR-2装置のコイル電源の増強等を行うことにより、アスペクト比３以下の低アスペクト比において、トカマク・ヘリカル混成配位を生成し、ヘリカル磁場のディスラプション抑制効果などを調べることを目的とする。また、低アスペクト比において、同程度の全回転変換で、純ヘリカルプラズマから純トカマクプラズマまで、外部磁場による回転変換の割合をスキャンし、トロイダルプラズマの平衡等に関する総合的理解に役立つ知見を得る。
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原型炉の制御ロジックの検討と統合コードの高速化
2023.4
量子科学技術研究開発機構 原型炉研究開発共同研究
Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Competitive
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局所ヘリカルコイル磁場のトカマクプラズマ垂直位置安定化効果
Grant number：NIFS23KIPP029 2023.4
核融合科学研究所一般共同研究
Authorship：Principal investigator
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JT-60U実験データに基づく不純物輸送モデルの開発
2021.4
量子科学技術研究開発機構 トカマク炉心プラズマ共同研究
Authorship：Principal investigator
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局所ヘリカルコイルによる低アスペクト比トーラスプラズマの垂直位置安定化
Grant number：NIFS20KLEP038 2020.4
核融合科学研究所 核融合科学研究所一般共同研究
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
ヘリカル磁場閉じ込め配位にプラズマ電流を誘起して得られるトカマク・ヘリカル混成配位において、トカマクと比較してプラズマ位置が安定化されプラズマディスラプションが抑制されることが観測されているが、従来の実験は主にアスペクト比が５より大きい高アスペクト比のプラズマであった。本研究では、トーラス外側及び上下部分に設置された単純な形状のヘリカルコイルを有するTOKASTAR-2装置により、アスペクト比３以下の低アスペクト比において、ヘリカル磁場によるプラズマ垂直位置の安定化などを調べることを目的とする。
トカマク・ヘリカル混成配位の研究は、LHDの研究目的の一つであるトロイダルプラズマの総合的理解に合致するものである。また単純なヘリカルコイルを用いたコンパクトな磁場配位を模索することは、ＬＨＤの将来計画にも有益であると考えられる。
KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 3
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超高空間分解能周辺電流分布測定によるトカマクプラズマの境界構造の解明
2005.4 - 2009.3
科学研究費補助金 基盤研究(S)
藤田隆明
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
電子ビーム加熱型イオン源を設計・製作し、観測点(中性化セルから6.5m下流)に到達した10keVの中性リチウムビームでの等価ビーム電流3mA、発散角0.2度、発光スペクトルの広がり0.055nm、ビームパルス幅50秒、イオン源寿命52.5A秒を達成し、ゼーマン偏光計測に十分適応できる高輝度低発散イオン銃を開発した。1放電中のビーム加速電圧スキャンにより、ビーム発光のドップラーシフトを変化させてエタロンの中心波長位置のずれを決定する新しい較正•調整手法を考案し、ゼーマン偏光計測部の全測定点のエタロンの波長を調整した。
JT-60Uで初めて周辺密度分布を高空間(1cm)・高時間(0.5ms)分解能にて計測し、トロイダル回転の異なるHモードや小振幅ELMを有するHモードプラズマにおけるELMによる輸送障壁崩壊現象の観測に成功した。高三角度配位で小振幅ELMを有するHモードにおいて周辺電流分布の高空間分解能データを取得し、輸送障壁内の圧力勾配によって生成されるブートストラップ電流に対応すると考えられる電流ピークを観測した。これらは、いずれも世界初の成果であり、Hモードの研究に大きく貢献するものである -
ダイバータ配位プラズマの境界層におけるプラズマ流と不純物輸送へのドリフトの効果
Grant number：22H01202 2022.4 - 2026.3
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
藤田 隆明, 岡本 敦, 星野 一生
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\17160000 （ Direct Cost: \13200000 、 Indirect Cost：\3960000 ）
内部コイルを用いてダイバータ配位の環状プラズマを生成し、その境界層におけるプラズマ流や不純物イオンの流速などを詳細に計測する。三角形度などプラズマ断面形状を様々に変えた実験を実施し、ダイバータプラズマシミュレーションコードの結果と比較する。これにより、プラズマ流に対するイオンドリフトの効果を明らかにするとともに実験的な裏付けのある不純物輸送モデルを提案する。
本研究では、プラズマ内部コイルを用いた装置によりダイバータ配位の環状プラズマを生成し、その境界層におけるプラズマ流や不純物イオンの流速などを詳細に計測してダイバータプラズマシミュレーションコードの結果と比較する。プラズマ流に対するイオンドリフトの効果を明らかにするとともに実験的な裏付けのある不純物輸送モデルを提案することを目的とする。2022年度には、主要機器である分割可能なトロイダル磁場コイルの設計・製作を進めた。鍵となる導体接続部の構造を考案し、小型の5ターンコイルを試作して同構造の妥当性や問題点を確認した。その結果に基づいて実機コイル（56ターン）の導体の仕様を決定し、接続部を含む大部分の導体の製作を終了した。円柱状導体を樹脂含浸によりステンレス管内に固定するコイル中心部の構造を検討した。プラズマ内部コイルの概念設計を行い、それに基づいて使用する直流電源を選定し購入した。
不純物イオンの輸送解析のためにイオン価数分布の評価が必要となるため、ヘリウムを対象として衝突輻射モデルに基づいて線放射強度の分光計測から価数分布を評価する手法を開発し、直線型実験装置NUMBERのプラズマに適用して検証を行なった。
プラズマ流計測に用いる予定の30チャンネル（空間分解能2mm）のマッハプローブを支持しプラズマ中に挿入するための構造物を設計・製作した。また、同マッハプローブの試験の準備として、シングルチャンネルのマッハプローブを用いてNUMBERのプラズマ流を計測した。
2022年度は、トロイダル磁場コイルを構成する全ての部品を製作することを主目標とした。大部分の導体の製作を終了したが、コイル中心部など一部の製作が終了していない。トロイダル磁場コイルの導体は、円柱状あるいは角柱状の既製品の銅棒に、切削、曲げ、穴あけ加工を施して製作する。コスト合理化のため極力切削加工は少なくして曲げ加工でほとんどの形状を得る方針としている。加工業者との打ち合わせにより、想定した曲げ加工方法では加工できない部分があることや寸法精度の確認が必要であることが判明し、設計の変更や精度の確認に日数を要したため、導体の一部が年度内に納入できない事態となった。そのため、予定していたトロイダル磁場コイル中心部の製作も次年度に先送りとせざるを得なくなった。
残りのトロイダル磁場コイル（TFコイル）導体は2023年4月に納入された。TFコイル中心部、コイル支持構造物、コイル架台を製作し、コイル全体の組み立てを行う。コンデンサバンク電源を整備し、年度内に定格電流（1.4 kA）での通電試験を行う。プラズマ内部コイルをはじめとする真空容器内コイル、各機器の支持のベースとなる真空容器底面フランジ、真空容器内機器を支持するための構造物を設計・製作する。以上の機器の製作後、全体を組み立て、全コイルについて大気での通電試験を行う。
プラズマ流計測に用いる30チャンネルのマッハプローブの信号取り出し線、計測回路などを整備し、改造前のTOKASTAR-2装置あるいは直線型プラズマ実験装置（NUMBER）においてプラズマ流の計測を行う。改造前のTOKASTAR-2装置あるいはNUMBERのプラズマへアルゴンを入射し、アルゴン原子・イオンからの線スペクトルを計測する。その結果に基づき、改造後のTOKASTAR-2装置におけるアルゴン原子・イオンの計測のための光学系の検討および設計を行う。
ダイバータプラズマシミュレーションについては、壁形状、磁場平衡データに基づきモデル体系を構築し、典型的なパラメータで予備解析を実施する。 -
トカマクプラズマにおける電流ホール平衡とその時間発展に関する研究
2013.4 - 2017.3
科学研究費補助金 基盤研究(C)
藤田隆明
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
トカマクプラズマにおける電流ホールの平衡モデルを拡張し、様々な平衡モデルにおける電流ホールの形成・維持・消滅過程（時間発展）を輸送コードにより計算することで、それらの平衡モデルの実現可能性を明らかにし、電流ホールの描像の解明を目指す。電流ホールプラズマの中心部にはポロイダル磁場がほぼゼロの領域が存在し、通常中心の安全係数q(0)が高くなった極限の平衡として捉えられ、その生成過程は逆誘導起電力により説明されるが、維持・消滅過程については未解明の部分が有る。q(0)が高くない平衡モデルを含めて電流ホールの平衡モデルを拡張し、定常状態及び時間発展の観点から実現可能性を調べる。
Teaching Experience (On-campus) 20
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応用電磁気学演習
2019
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Mathematics II and Tutorial
2019
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プラズマ理工学
2019
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プラズマ理工学
2018
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エネルギー科学
2018
Teaching Experience (Off-campus) 12
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プラズマ核融合学
2022.5 - 2022.6 （The University of Tokyo）
Level：Postgraduate Country：Japan
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先端科学特別講義
2022.1 （Kagoshima University）
Level：Postgraduate Country：Japan
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核融合エネルギー工学
2021.5 （The University of Tokyo）
Level：Postgraduate Country：Japan
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プラズマ核融合学
2020.5 （The University of Tokyo）
Level：Postgraduate Country：Japan
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プラズマ核融合学
2018.5 （The University of Tokyo）
Level：Postgraduate Country：Japan
Media Coverage 1
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太陽を地上で再現？ 究極のエネルギー核融合研究最前線 TV or radio program
BSフジ ガリレオX 2020.10